Модуль фильтров для борьбы с акустической обратной связью. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

В статье автором предложен несложный блок режекторных фильтров, предназначенный для работы в составе модульного микшерного пульта ("Радио", 2003, № 2, 3) системы звукоусиления. Этот блок позволяет подавить паразитную акустическую связь между микрофонами и акустической системой без заметного ухудшения качества. Как уже указывалось в первой статье, изменяемый набор модулей существенно расширяет сферу применения этого малогабаритного пульта для звукозаписи и звукоусиления.

Самые большие неприятности при звукоусилении обычно доставляет возникновение акустической обратной связи ("feedback"), и борьбе с нею посвящено большое число публикаций. Для подавления этого эффекта существует множество устройств, имеющих свои недостатки и достоинства. Но было бы странно рекомендовать установку в простой любительский пульт [1] дорогостоящих цифровых фильтров или устройства сдвига спектра частот. Поэтому остановимся на более простых вариантах.

Считается, что чаще всего акустическая "завязка" возникает в диапазоне частот 125 Гц... 4 кГц, в первую очередь, на частотах повышенной чувствительноети микрофонов и акустических систем при их неудачном расположении или наличии отражений звука в помещении. Понятно, что для срыва генерации в системе звукоусиления необходимо либо уменьшить усиление, либо изменить фазу сигнала. При снижении общего усиления теряется смысл самого звукоусиления. Можно применить простой пороговый шумоподавитель и уменьшить усиление только сигналов с низким уровнем, но этот способ применим, если нужно усилить голос только одного человека. Но звуки, источники которых находятся дальше от микрофона, будут подавляться; далеко не всегда это допустимо. Значит, нужно снижать усиление сигнала только на той частоте, на которой возникла "завязка". Это можно сделать с помощью перестраиваемых режекторных фильтров. Чтобы не вносить заметных частотных искажений в сигнал, заграждающие фильтры должны быть узкополосными.

Считается, что "вырезание" полосы частот из спектра сигнала шириною менее 0,1 октавы совсем незаметно даже при прослушивании симфонической музыки, а на речи вполне допустимо увеличить эту полосу до 0,2...0,3 октавы. На практике с такой задачей успешно справляются третьоктавные графические эквалайзеры, но уж очень они громоздки. Значительно удобнее использовать параметрические эквалайзеры или узкополосные перестраиваемые режекторные фильтры. Обычно узкополосные фильтры имеют очень большое затухание на частоте настройки, но из их амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) следует (кривая 1 на рис. 1), что уменьшение усиления на 4...5 дБ происходит при довольно широкой полосе, а это уже наносит заметный ущерб качеству звучания.

Для устранения "завязки" совсем нет необходимости вносить большое затухание. Поэтому при работе можно было бы не использовать часть АЧХ режекторного фильтра: если в верхней части частотной характеристики фильтра "отрезать" 20...30 дБ, то и полоса режекции станет очень узкой и вносимое фильтром затухание останется вполне достаточным. Проще всего такую задачу решить, если вместо фильтра использовать перестраиваемый узкополосный усилитель и в нужной пропорции смешать (суммировать) сигнал с фильтра в противофазе с основным сигналом. Эта "пропорция" и обеспечит формирование нужной части АЧХ. Кривая 2 на рис. 1 показывает АЧХ узкополосного усилителя, настроенного на частоту 100 Гц, а кривая 3 соответствует характеристике фильтра, снятой на выходе сумматора

В модуле используется два таких фильтра (рис. 2), собранных на микросхемах DA2 и DA3.

(нажмите для увеличения)

Схемы фильтров совершенно одинаковы и отличаются только номиналами конденсаторов С15, С17 и С20, С21. Первый из них можно перестраивать в полосе частот 50...750 Гц, а второй - в полосе 0,5...7 кГц. При желании можно изменить добротность и коэффициент усиления полосового усилителя [2]. Эти параметры определяют следующие соотношения сопротивлений резисторов в фильтрах:

Q = R17/R18;

K = R17/R16.

Нужно иметь в виду, что при очень узкой полосе вырезаемых частот трудно настроиться на частоту "завязки" и очень легко сбить настройку. При широкой полосе фильтра заметны на слух вносимые им частотные искажения. Подстроечные резисторы R15 и R27 (СПЗ- 19а) позволяют выбрать используемую часть АЧХ установкой пропорции суммирования сигналов. Следует помнить, что при перестройке частоты фильтрации коэффициент усиления полосового усилителя несколько меняется. Каждый из фильтров включают при необходимости тумблерами SA1, SA2. Иногда возникает необходимость включать оба фильтра.

В модуле дополнительно предусмотрен перестраиваемый фазовый фильтр с ОУ DA1.3. Его схема значительно проще, но, изменяя фазу сигнала, с большой вероятностью можно получить возникновение генерации на другой частоте. На практике для устранения высокочастотной "завязки" лучше выбрать конденсатор С6 емкостью 2200 пФ, а для низкочастотной - увеличить ее до 0,01 мкФ. Кроме того, ОУ DA1.4, включенный как инвертор фазы, позволяет с помощью тумблера SA3 изменять фазу в тракте усиления сразу на 180°. Остальные ОУ (DA1.1, DA1.2) работают соответственно во входном и выходном каскадах. ОУ выходного каскада одновременно выполняет функцию сумматора.

При включении блока фильтров в пульт после входной линейки нужно подать сигнал непосредственно на вывод 13 DA1. Вместо элементов С1, R1 устанавливают перемычки, поскольку подобная цепочка уже есть на выходе входной линейки.

Из схемы видно, что тумблеры позволяют по желанию включить и отключить любое звено. Фазовые фильтры выключатся тумблером SA4 (в положении "OFF" режим "обхода"), а тумблер SA3 переключает сигнал либо на инверсию фазы сигнала, либо на плавную регулировку изменения фазы.

Конструкция модуля фильтров аналогична конструкции модулей любительского микшерного пульта [1].

Чертеж печатной платы представлен на рис. 3, а разметка передней панели модуля показана на рис. 4.

В конструкции используют микросхемы TL084 (TL074, К1401УД4). Все конденсаторы фильтров должны быть пленочные, например, К73-17

В практике работы такой блок практически всегда позволяет устойчиво устранить акустическую обратную связь. Регулировку фильтра необходимо делать в процессе проверки работоспособности системы перед началом мероприятия и после этого уже не перемещать акустические системы и микрофоны. Кстати, в аппаратуре со значительно более сложными цифровыми фильтрами, если изменить взаиморасположение микрофона и АС, автоматически производится перенастройка фильтров заново.

Литература

1. Кузнецов Э. Любительский модульный микшерный пульт. - Радио, 2003, № 2, с. 12-15; № 3, с. 10-12.
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1993.

Автор: Э.Кузнецов, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Монитор Philips 24B2D5300 с двумя экранами 120 Гц 30.05.2026

Компания Philips разработала интересное устройство, которое решает эту задачу элегантно и технологично. Новый монитор 24B2D5300 оснащен сразу двумя полноценными экранами - один спереди, другой сзади. Такая конструкция особенно востребована в банках, на рецепциях, в медицинских центрах и коворкингах, где важна прозрачность взаимодействия. Обе панели монитора представляют собой IPS-матрицы с диагональю 23,8 дюйма и разрешением Full HD (1920x1080 пикселей). Каждая из них поддерживает частоту обновления 120 Гц, что пока остается редкостью для бизнес-ориентированных моделей. Высокая частота обновления обеспечивает плавное изображение даже при динамичном контенте, делая работу за монитором более комфортной и презентации - более качественными. Пользователи могут выбирать между двумя основными режимами работы: дублирование одного и того же изображения на оба экрана или использование дисплеев как полностью независимых. Благодаря этому сотрудник может видеть на своей стороне рабочую информ ...>>

Цыплята из искусственного яйца, напечатанного на 3D-принтере 29.05.2026

Компания Colossal Biosciences, известная своими амбициозными инициативами по "воскрешению" вымерших животных, достигла важного прорыва. Специалистам удалось вырастить цыплят из полностью искусственного яйца, созданного с помощью 3D-печати. Эта технология рассматривается как значительный шаг на пути к возможному возрождению одного из самых впечатляющих представителей исчезнувшей фауны - гигантского моа. Южноостровной гигантский моа (Dinornis robustus) был одной из самых высоких птиц в истории Земли. Самки этого нелетающего родственника страусов могли вырастать выше двух метров и дотягиваться до пищи на высоте до 3,6 метра. Эти гиганты обитали в Новой Зеландии, однако полностью исчезли примерно в XV веке после активной охоты со стороны первых поселенцев-маори. Теперь Colossal Biosciences пытается вернуть подобных птиц в современный мир с помощью передовых биоинженерных решений. Искусственное яйцо, разработанное компанией, состоит из титановой решетчатой оболочки, изготовленной на 3 ...>>

Случайная новость из Архива Процессоры Zhaoxin KaiXian KX-6780A и KX-U6880A 03.02.2020 Китайская компания Zhaoxin представила новые процессоры KaiXian KX-6780A и KX-U6880A, которые отдельные китайские производители ПК позиционируют как "решения для DIY-энтузиастов", то есть для тех, кто хочет собрать компьютер сам. Процессор KaiXian KX-6780A обладает восемью ядрами LuJiaZui собственной разработки Zhaoxin, которые поддерживают инструкции SSE 4.2 и AVX, а также виртуализацию и технологии шифрования. Тактовые частоты ядер не уточняются, однако согласно представленному скриншоту из CPU-Z, они достигают 2,7 ГГц. Производится процессор по 16-нм технологии на мощностях компании TSMC. Новый китайский процессор также может похвастаться наличием 8 Мбайт кеша второго уровня и двухканальным контроллером памяти DDR4-3200. Еще у KaiXian KX-6780A имеется встроенная графика с поддержкой DirectX 11.1 (вероятно, S3, но это не точно), а также он поддерживает актуальные внешние интерфейсы, вроде PCIe, SATA, USB и т.д. Так как процессор KaiXian KX-6780A выполнен в корпусе BGA, он будет продаваться уже распаянным на материнскую плату. Китайский производитель ПК Xinyingjie подготовил материнскую плату C1888 с новым процессором. Данная плата обладает разъемом PCIe 3.0 x16, парой слотов SO-DIMM для модулей памяти DDR4 и двумя слотами M.2, а также рядом других интерфейсов. Настольные процессоры KaiXian KX-6000 были представлены в 2018 году и сопоставимы по производительности с четырехъядерными Intel Core i5 седьмого поколения.

Другие интересные новости:

▪ Передача мобильных данных со скоростью 10 Гбит/с

▪ 176-слойная 4D NAND флеш-память

▪ Выпуск аналоговых телевизоров сворачивается

▪ Часы для диабетика

▪ Freescale начала продажи микросхем памяти MRAM

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбителю-конструктору. Подборка статей

▪ статья Кто-то что-то сказал или мне показалось? Крылатое выражение

▪ статья Как великий князь киевский Владимир Святославович мотивировал свой отказ от ислама? Подробный ответ

▪ статья Нимфоцветник щитолистный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электрогитара из обычной. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бачок и кассетка для горящих папирос. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026